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变论域自适应模糊PID主动悬架控制研究

时培成 徐增伟 王锁 肖平

时培成, 徐增伟, 王锁, 肖平. 变论域自适应模糊PID主动悬架控制研究[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(5): 713-720. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180243
引用本文: 时培成, 徐增伟, 王锁, 肖平. 变论域自适应模糊PID主动悬架控制研究[J]. 机械科学与技术, 2019, 38(5): 713-720. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180243
Shi Peicheng, Xu Zengwei, Wang Suo, Xiao Ping. Variable Universe Adaptive Fuzzy PID Control of Active Suspension[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(5): 713-720. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180243
Citation: Shi Peicheng, Xu Zengwei, Wang Suo, Xiao Ping. Variable Universe Adaptive Fuzzy PID Control of Active Suspension[J]. Mechanical Science and Technology for Aerospace Engineering, 2019, 38(5): 713-720. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180243

变论域自适应模糊PID主动悬架控制研究

doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.20180243
基金项目: 

国家自然科学基金项目 51575001

安徽高校科研平台创新团队建设项目 2016-2018

安徽工程大学中青年拔尖人才项目 2016BJRC010

安徽省科技攻关计划项目 1604a0902158

详细信息
    作者简介:

    时培成(1976-), 教授, 博士, 研究方向为机械/汽车振动控制技术、汽车轻量化设计, 25698382392@qq.com

  • 中图分类号: TG156

Variable Universe Adaptive Fuzzy PID Control of Active Suspension

  • 摘要: 为提高汽车行驶平顺性和乘坐舒适性,提出一种基于变论域理论的自适应模糊PID汽车主动悬架控制策略,将自适应模糊PID和变论域的在线调整整合在一起,采用变论域模糊控制实现控制系统输入输出论域的自整定,提高控制精度;采用自适应模糊PID控制,提高系统的动、静态特性,形成更优的悬架控制方法。研究结果表明,变论域自适应模糊PID控制主动悬架较传统模糊控制以及模糊PID控制的主动悬架能够更有效的克服路面冲击,减少汽车垂直方向的振动,进一步提高汽车行驶平顺性和乘坐舒适性。
  • 图  1  1/4主动悬架模型

    图  2  路面激励仿真模型

    图  3  B级路面激励响应曲线

    图  4  变论域自适应模糊PID控制器原理框图

    图  5  变论域自适应模糊PID控制主动悬架系统仿真模型

    图  6  车身垂直方向振动速度

    图  7  车身垂直方向振动加速度

    图  8  车轮动载荷

    图  9  1/4悬架系统试验台

    图  10  车身垂直方向振动速度

    图  11  车身垂直方向振动加速度

    图  12  车轮动载荷

    表  1  α1模糊控制规则表

    e ec
    NB NM NS ZO PS PM PB
    NB PB PB PM PM PS PS ZO
    NM PB PB PM PM PS ZO ZO
    NS PM PM PM PS ZO NS NM
    ZO PS PS PS ZO NS NM NM
    PS PS PS ZO NS NS NM NM
    PM ZO ZO NS NM NM NM NB
    PB ZO NS NS NM NM NB NB
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    表  2  KP模糊控制规则表

    e ec
    NB NM NS ZO PS PM PB
    NB PB PB PM PM PS ZO ZO
    NM PB PB PM PS PS ZO NS
    NS PM PM PM PS ZE NS NS
    ZO PM PM PM PS ZE NS NS
    PS PS PS ZO NS NS NM NM
    PM PS ZO NS NM NM NM NB
    PB ZO ZO NM NM NM NB NB
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    表  3  不同控制方法下悬架的性能

    性能 均方根值
    被动悬架 模糊控制 模糊PID控制 变论域自适应模糊PID控制
    垂直速度/(m·s-1) 0.033 77 0.024 31 0.012 71 0.009 151
    垂直加速度/(m·s-2) 0.317 4 0.262 7 0.202 6 0.179 3
    车轮动载荷/(N·s-1) 84.26 74.82 70.23 63.18
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  • 收稿日期:  2018-05-14
  • 刊出日期:  2019-05-05

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